Селекторы импульсов: Методические указания на курсовую работу по дисциплине «Прикладные вопросы электроники», страница 3

Рисунок 3. Структурная схема селектора минимальной

амплитуды

Работу схемы поясняют временные диаграммы напряжений

на рисунке 4.

Рисунок 4. Временные диаграммы напряжений

На выходе амплитудного селектора АСмин. сигнал U₁ появляется лишь в том случае, если амплитуда входного импульса U_m > Е₀. Импульсы, появляющиеся на выходе селектора, расширяются расширителем Р и становятся равными по длительности величине  t  ≥ t_и + t_з, где t_и - длительность входных импульсов;  tз – время задержки в элементе ЛЗ.  На время действия импульса расширителя Р напряжение на первом входе схемы совпадения соответствует уровню логического «0».  Поэтому сигнал, амплитуда которого превышает значение Е₀, не создает отклика на выходе схеме совпадения. Если U_m <  Е₀, то изменения сигнала U₁ во время действия импульса не происходит, т.е. обеспечивается соотношение U₁ = Е₀ = const и сигнал для запуска расширителя Р не вырабатывается. В этом случае сигнал U₂ соответствует логической «1» и входной импульс, передаваясь через элемент задержки ЛЗ на второй вход схемы совпадения, вызывает появление импульса на выходе Uвых.

Линия  задержки (ЛЗ) – это устройство для задержания электрических импульсов во времени, для которого время пробега импульса от входа линии до ее конца равнялось требуемому времени задержки. Линия задержки с малыми потерями обладает почти линейно фазовой характеристикой и таким образом можно передавать импульсные сигналы почти без искажений [1].

На рисунках 5а и 5б представлены однозвенные схемы Т-образных и П-образных линий задержек.

             Рисунок 5. Однозвенные линии задержки

Расчет параметров линий задержки ведут в следующей последовательности:

1. Определяют  необходимое время задержки tз импульсной последовательности входного напряжения по временной диаграмме напряжений.

2. Рассчитывают емкость конденсатора линии задержки C или ее индуктивность L из соотношения  tз = 1,07 ,  предварительно задавать, соответственно, значения L или C.

Величину емкости С следует округлять до номинальных значений, указанных в Приложении 2

Расширитель импульсов (Р). В качестве расширителя импульсов может быть использован ждущий мультивибратор, выполненный на элементах ИЛИ – НЕ (рисунок 6) [5].

Рисунок 6. Ждущий мультивибратор на элементах ИЛИ - НЕ

Вход элемента D2 соединен через резистор R с источником э.д.с. +Е, несколько превышающим по уровню логическую «1». Таким образом, при u_вх= 0 на выходе элемента D2действует сигнал «0». Следовательно, на обоих входах элемента D1«0» и на его выходе  -  «1». Если напряжение питания элементов Е примерно равно уровню «1», то конденсатор разряжен (u_с = 0). При воздействии на вход элемента D1 импульса с амплитудой, превышающий уровень «1», на выходе элемента D1 напряжение изменяется до уровня «0». Этот перепад напряжения через конденсатор С (на котором напряжение не может изменяться скачком) передается на вход элемента D2 и на его выходе появляется «1». В этом состоянии мультивибратор остается до тех пор, пока конденсатор С не зарядится до напряжения, соответствующего уровню «1», от источника +Е через резистор R и малое выходное сопротивление элемента D1. Тогда мультивибратор вернется в исходное состояние.

Длительность выходного импульса

                                             t_и = RC ln    ,

 где  U¹  -  уровень логической единицы;

         U_пор – пороговый уровень логического элемента.

2.3. Селектор импульсов, амплитуда которых находится в заданном диапазоне Е₁ < U_m< Е₂

В качестве составных элементов используют два амплитудных селектора, выполненных по схеме рисунок 1. Селектор АС_1мин (рис.7) имеет опорное напряжение Е₁, селектор АС2мин - опорное напряжение Е₂  [2].

Рисунок 7. Структурная схема селектора импульсов, амплитуда которых находится в заданном диапазоне